1中国铁路钢桥的发展历程及展望
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第25卷 第4期 2008年12月
建筑科学与工程学报
Journal of Architecture and Civil Engineering
V01.25 NO.4 Dec.2008
文章编号:1673—20d9(2008)04一O001.05
中国铁路钢桥的发展历程及展望
方秦汉1,篙宗余1,李加武2
(1.中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉430050;2.长安犬学公路学院,陕西西安 710064)
黼10南京大胜美长瀛大桥 Fig.10 Nanjing Dashengguan Changjiang River Bridge
图2为泺口黄河桥,解放前最大跨度的铁路桥, 全长1 255.2 m,共12孔,主跨为128.1 m+164.7 m+ 128.1 1"13.的悬臂梁。8孔跨度为91.5 m的下承钢 桁梁,设计载重相当于E一35级,由德国公司设计和 监造,1912年11月29日竣工。
图2泺口黄河桥(单位:m) Fig.2 Luokou Yellow River Bridge lUnit:m)
撼妻:赞对中蓬蚕璃螃期建造鼹铁珞镧捺及翱虚弱设谤、建造背景,鬻逡了中国铁路餮装发展翡亭
酸历程,提出了铁路钢桥仍需解决钢材高强、牵桥耦合共振、太跨度带来的一系列振动等荧键技术
问题。最后,指出建造铁路钢桥的核心问题是钢材糟品质、建造技术殿相应的机械设备。实践证
明,中国铁路旃粱建设已经取得了虽太的成就,但要成为世器旃浆谩赞、建设的簇决羊仍需旁#倍努力。
万方数据
4
建筑科学岛工程学报
2008氟
隔8武汉天兴测大桥 Fig.S Wuhan Tianxingzhoa Bridge
率道。在铰路桥或公路铁路两簿桥中,该桥的动褥 载及跨度均属世界首位。 2.2.2郑州黄河太桥
匮9为郑州黄河大桥。该桥为再郑铁路客运专 线及涎毒害孛藏麓露公籍太羲跨越焚海豹共零携 粱。主跨秀121。05 m+5X168 m+121.05 rft的斜 拉桥,3片主桁,荤索面。荷载标准:客运专线,2线 ZK活载;公路为一级6车道。
2。School of Highway,Chang’an University,Xi’an 710064,Shaanxi,China)
Abstract:According tO the construction background,design details of the typical steel railway bridges at different ages,the development bitter course of steel railway bridge in China was introduced,and some key techniques including high strength material,coupled vibration among bridges and vehicles as well as other difficulties caused by long-span were presented。Finally,it was pointed out that tile quality of steel,construction technique,and the mechanical equipments were the main problems in the construction of steel railway bridges.Practice proves that steel railway bridge construction in China has made great achievements。However,it needs more efforts tO be a poineer in bridge design in the world+ Key words:steel railway bridge;design;steel;construction
万方数据
豢4期
方秦汉,等:中国铁路钢棒的发展历程及展望
3
F弛S
图5武汉长江大桥 Wuhan Changjiang River Bridge
图6南京长江太桥 Fig.6 Nanjing Changjiang River Bridge
秀350 MPa豹16镊耢梁锈(16Mnq),的确楚个耋 大的成就。推动中国钢桥可持续发展,有影响的、可 谓锦上添花的几项成就包括:轻质钢筋混凝土公路 鹰车遘板;谈疆焊接公鼹板粱;铁鼹缴横粱斌耀离栓 联结;长效钢梁防腐涂装。
关键词:铁路钢桥;设计;钢材;施工
枣鎏分类每:U448。撞
文藏瑟悫码:A
Development Course and Prospect of Steel Railway Bridges in China
FANG Qin-hanl,GAO Zong—yul,Ll Jia—WU2 《1。China Zhoagtie Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Ltd,Wuhan 430050,Hubei,China;
梭嫦凝 (焊接整 体节点)
焊接技术 提高了
桁式
警弦 连续粱
叠弦 连续粱
澍往粱, 柔性拱
矮塔 斜拉桥
;l进斜攘耩 体系,为增大 跨度留有盛问
柔性体系戆公路斜拯桥要移檀剿铁路楱必须经 避一番改造,这是设汁巾的又一难点。鲡果变矮塔 为高塔.跨度可以增大,为铁路钢桥增大跨度留有很 大空同。在封锁禁运,独立自主,自力更生条件下, 巾莺褥粱工程癖奁尊了蔻十年,初步实瑗了20纛纪 70年代初期制定的铁路桥梁发展目标“高强、轻型、 整体、大跨度、额结构”的技术政策。 2。2建设审戆夫跨度公貉铁瑟嚣弼横
图5为武汉长江大桥,1950年即着手兴建,正 桥长l 156 m,三联三等跨128 m的连续钢桁梁,公 路铁路两用桥。钢梁的钢材是进口前苏联的CT3M (三号桥梁钢,屈服强度240 MPa)。虽有前苏联专 家的帮助,但主要还是中国自己设计和建造,是自 力更生建设现代化桥梁的开端。
图6为南京长江大桥。该桥1958年规划兴建, 1968年建成通车。正桥全长1 576 121,共10孔,三 联3×160 m连续钢桁梁加1孔128 m简支梁,钢材 为中国产的屈服强度为350 MPa低合金钢。当时 中国钢铁企业的底子薄弱,为该桥开发了屈服强度
本工程师主持修建。
2建国后的典型铁路钢桥
新中国成立后。中国被封锁禁运,中国铁路桥梁 建设的成就均是在独立自主、自力更生的方针指引 下取得的,用现代语言来表达,这些成就均属于自主 创新。 2.1 已建成的大跨度公路铁路两用桥
新中国成立后,建设面貌为之一新。各项建设蓬 勃发展,桥梁事业亦不例外,对推动中国铁路钢桥发 展起决定性作用的有武汉、南京、九江、芜湖4座长 江上的桥梁[3]。这4座大桥都是公路铁路两用桥, 铁路为双线,公路为4车道。
武汉、南京两桥钢梁均是铆接的。中国梭焊钢 粱在20馓纪50年代汗始研制。196t年湘接线罐 容江桥换浆时,拜l了l孑L 4l。6Z m酶栓霹粱。在20 世纪60~70年代三线建设时大蹩推广应用,跨度大 多在40 m以下,最大跨度112 m。当时的16锰桥 梁舔矮在铆接粱是霹叛觞,毽臻燕辁溽粱翻誊砉囊是 欠缺的。中国栓焊粱的跨度长期停留在双线铁路桥 80 m,单线铁路桥112 m,是少焊多栓的栓焊粱。九 {王大掭您双线铁路,4车遂公路。婺求跨度太子200 m的栓群粱。钢秘成了最大的问题。’
图4为丹东鸭绿江桥。丹东鸭绿江桥全长 944.2 ITI。共12孔,94.2 rll及62。5 m三等跨连续梁 各二联,设计载重L一27级,1943年建成通车,由日
围3钱塘江大桥 Fig.3 Qiantangjiang Bridge
图4丹东鸭绿江桥 Fig.4 Dandong Yalujiang Bridge
被藕舞期:2008-i0-29 作者简介:方糍汉(1925一),男,浙扭黄岩人,教授,博士研究生导师.中国王程院院士·E“mail:tiw@91.ehd.edu.ca。
万方数据
2
建筑科学与工程学报
2008年
圉1 郑州黄河铁路桥(单位:m) Fig.1 Zhengzhou Yellow River Railway Bridge(Unit:m)
材料、设计、制造、架设是相互因果.相互制约, 其中材料是越础,设计魁龙头,制造、架设是保诋。 2。2。l武汉天关潮天镑
图8为武汉天兴i!If|必桥。该桥跨度为98 m+ 108 m+504 r10.+108 m+98 m,桁宽30 nl,桁高 15。2 rn,3砖‘主掇,塔离终140强(上弦中心黛塔 预),车道为铁路4线(2线客运,2线货运),公路6
图3为钱塘江大桥。钱塘江大桥是中国自行设 计建成的一座现代化桥梁,正桥全长1 072 IT[,由16 孔跨度为65.84 121及2孔跨度为14.63 m的上承钢 板梁组成。茅以升先生任钱塘江大桥桥工处处长, 罗英先生任总工程师,但各主要工程还是由各洋行 承包。在半封建、半殖民地条件下,茅以升先生主持 了钱塘江大桥的修建,是中国人民的骄傲。1937年 7月,抗日战争爆发,该桥加速施工,1937年9月及 10月。铁路、公路相继通车,同年底战局恶化,于12 月23日该桥被炸毁。
O萼l 言
牲中国的铁路发展史中,钢拼是铁路桥梁的主 要形式n{]。l嚣孛国戆铁路锶携受裁予人,铁路揆粱 的用材靠进隐,设计靠谱方,铁路桥梁的施工技术及 施工机械还悬靠洋人。铁路桥梁的发展淡不上自 主,何谈翅薪。薪中嚣成立磊,中国铁路桥梁取褥快 速发展,但是建国初期的2座大型跨长巍的铁路桥 粱—~武汉长江大挢秘螽豪长凝太辑仍然有国努援 助的成分。随着中国经济的发展,尤其怒改革开放
了多焊少桧的焊接桥梁,为全焊无梭的铁路桥梁打
下了基碴秘l。缮疆、鞔纛、粱褒标蹇受麓予飞愆净
窝,编组站高程、通航净空、孔跨布鼹要顾及水文地
臌等因素。几座大跨铁路钢桥的具体参数见表l。
Tab,1
衰1 凡座大跨缓癌钢蘑豹翼嚣参数 Pafameters of Some Long-span Steel Railway Bridges
芜湖长江大桥为正桥全长2 193.7 m,茁跨为 180 ITI+312趣+180 m戆矮塔斜拉掺,如劲粱必锈 筋混凝土板与钢辫j粱结合共同受力的结合钢桁梁,
围7九江大桥
Fig.7 Ji蝴iang Bridge
开发了综合镶旎优异鹣|4锰镭辑粱键<14MnNbq),
实现了厚板(50 ram)焊接整体节点的栓焊梁,达到
国最长的一座铁路桥,全长3 015 m,共102孔,由 26孔跨度为31.5 m的下承钢桁梁与52孔跨度为 21.5 m的上承钢板梁组成。设计载重约合E一35级, 由法比公司承建,技术负责人沙多,1905年11月竣 工。1949年郑州解放时,该桥只能运行小机车,限 速5 km·h~。1960年新桥建成通车,老桥转为 备用。
厝,经过中豳无数工程技术人员的努力,中国铁路桥 梁逐渐摆麟了匿方入豹携搜,并始葳桥梁镳材、设诗 技术、施工技术、施工机械等方面加以革新.并取得 了§大残就。本文巾羧通过对不霹聪甥典型铁路螃 梁的介绍,揭示中国铁路桥梁发展的辛酸历程。
l建国前的典型铁路钢桥
在旧巾国,跨越黄河的铁路仅有2条。长江上无 蟒,靠轮渡遨江,那时有一定筑模的掺粱寥寥戈强。 圈1为郑州黄河铁路桥。郑州黄河铁路桥是当时中
图7为九江大桥。该桥正桥仝长1 806.7 m。主 跨为180 m+216 m◆180 m的剐性粱柔性拱+专门 开发了15锰钒氮桥梁锈(15MnVNq),焊谈稳箨最 大板厚度达56 mm及材质35 VB的大直径商强度 螺栓,建成了双线铁路、4车道公路的最大跨度达 216 m瓣捡浮梁。氇麓少簿多拴,获魏臻接镄辑逡塞 了新建铁路钢桥的历史舞台。
桥名 武汉大桥 南京人桥 九扛大桥 芜湖天桥
评述
最大跨度,刊 128
160
216
312 跨度逐新增大了
型号 钢 材 屈服强
度/MPa
避弱, CT3M
240
申嚣产, 印国产, 串鬻产,
16Mnq 1,SMnVNa 14№Nbq
3Βιβλιοθήκη Baidu0
450
350
中国产轿 粱钢选划 系列化
构造形式 铆接
铆接
栓簿蘩 (节点 栓接)
建筑科学与工程学报
Journal of Architecture and Civil Engineering
V01.25 NO.4 Dec.2008
文章编号:1673—20d9(2008)04一O001.05
中国铁路钢桥的发展历程及展望
方秦汉1,篙宗余1,李加武2
(1.中铁大桥勘测设计院有限公司,湖北武汉430050;2.长安犬学公路学院,陕西西安 710064)
黼10南京大胜美长瀛大桥 Fig.10 Nanjing Dashengguan Changjiang River Bridge
图2为泺口黄河桥,解放前最大跨度的铁路桥, 全长1 255.2 m,共12孔,主跨为128.1 m+164.7 m+ 128.1 1"13.的悬臂梁。8孔跨度为91.5 m的下承钢 桁梁,设计载重相当于E一35级,由德国公司设计和 监造,1912年11月29日竣工。
图2泺口黄河桥(单位:m) Fig.2 Luokou Yellow River Bridge lUnit:m)
撼妻:赞对中蓬蚕璃螃期建造鼹铁珞镧捺及翱虚弱设谤、建造背景,鬻逡了中国铁路餮装发展翡亭
酸历程,提出了铁路钢桥仍需解决钢材高强、牵桥耦合共振、太跨度带来的一系列振动等荧键技术
问题。最后,指出建造铁路钢桥的核心问题是钢材糟品质、建造技术殿相应的机械设备。实践证
明,中国铁路旃粱建设已经取得了虽太的成就,但要成为世器旃浆谩赞、建设的簇决羊仍需旁#倍努力。
万方数据
4
建筑科学岛工程学报
2008氟
隔8武汉天兴测大桥 Fig.S Wuhan Tianxingzhoa Bridge
率道。在铰路桥或公路铁路两簿桥中,该桥的动褥 载及跨度均属世界首位。 2.2.2郑州黄河太桥
匮9为郑州黄河大桥。该桥为再郑铁路客运专 线及涎毒害孛藏麓露公籍太羲跨越焚海豹共零携 粱。主跨秀121。05 m+5X168 m+121.05 rft的斜 拉桥,3片主桁,荤索面。荷载标准:客运专线,2线 ZK活载;公路为一级6车道。
2。School of Highway,Chang’an University,Xi’an 710064,Shaanxi,China)
Abstract:According tO the construction background,design details of the typical steel railway bridges at different ages,the development bitter course of steel railway bridge in China was introduced,and some key techniques including high strength material,coupled vibration among bridges and vehicles as well as other difficulties caused by long-span were presented。Finally,it was pointed out that tile quality of steel,construction technique,and the mechanical equipments were the main problems in the construction of steel railway bridges.Practice proves that steel railway bridge construction in China has made great achievements。However,it needs more efforts tO be a poineer in bridge design in the world+ Key words:steel railway bridge;design;steel;construction
万方数据
豢4期
方秦汉,等:中国铁路钢棒的发展历程及展望
3
F弛S
图5武汉长江大桥 Wuhan Changjiang River Bridge
图6南京长江太桥 Fig.6 Nanjing Changjiang River Bridge
秀350 MPa豹16镊耢梁锈(16Mnq),的确楚个耋 大的成就。推动中国钢桥可持续发展,有影响的、可 谓锦上添花的几项成就包括:轻质钢筋混凝土公路 鹰车遘板;谈疆焊接公鼹板粱;铁鼹缴横粱斌耀离栓 联结;长效钢梁防腐涂装。
关键词:铁路钢桥;设计;钢材;施工
枣鎏分类每:U448。撞
文藏瑟悫码:A
Development Course and Prospect of Steel Railway Bridges in China
FANG Qin-hanl,GAO Zong—yul,Ll Jia—WU2 《1。China Zhoagtie Major Bridge Reconnaissance and Design Institute Ltd,Wuhan 430050,Hubei,China;
梭嫦凝 (焊接整 体节点)
焊接技术 提高了
桁式
警弦 连续粱
叠弦 连续粱
澍往粱, 柔性拱
矮塔 斜拉桥
;l进斜攘耩 体系,为增大 跨度留有盛问
柔性体系戆公路斜拯桥要移檀剿铁路楱必须经 避一番改造,这是设汁巾的又一难点。鲡果变矮塔 为高塔.跨度可以增大,为铁路钢桥增大跨度留有很 大空同。在封锁禁运,独立自主,自力更生条件下, 巾莺褥粱工程癖奁尊了蔻十年,初步实瑗了20纛纪 70年代初期制定的铁路桥梁发展目标“高强、轻型、 整体、大跨度、额结构”的技术政策。 2。2建设审戆夫跨度公貉铁瑟嚣弼横
图5为武汉长江大桥,1950年即着手兴建,正 桥长l 156 m,三联三等跨128 m的连续钢桁梁,公 路铁路两用桥。钢梁的钢材是进口前苏联的CT3M (三号桥梁钢,屈服强度240 MPa)。虽有前苏联专 家的帮助,但主要还是中国自己设计和建造,是自 力更生建设现代化桥梁的开端。
图6为南京长江大桥。该桥1958年规划兴建, 1968年建成通车。正桥全长1 576 121,共10孔,三 联3×160 m连续钢桁梁加1孔128 m简支梁,钢材 为中国产的屈服强度为350 MPa低合金钢。当时 中国钢铁企业的底子薄弱,为该桥开发了屈服强度
本工程师主持修建。
2建国后的典型铁路钢桥
新中国成立后。中国被封锁禁运,中国铁路桥梁 建设的成就均是在独立自主、自力更生的方针指引 下取得的,用现代语言来表达,这些成就均属于自主 创新。 2.1 已建成的大跨度公路铁路两用桥
新中国成立后,建设面貌为之一新。各项建设蓬 勃发展,桥梁事业亦不例外,对推动中国铁路钢桥发 展起决定性作用的有武汉、南京、九江、芜湖4座长 江上的桥梁[3]。这4座大桥都是公路铁路两用桥, 铁路为双线,公路为4车道。
武汉、南京两桥钢梁均是铆接的。中国梭焊钢 粱在20馓纪50年代汗始研制。196t年湘接线罐 容江桥换浆时,拜l了l孑L 4l。6Z m酶栓霹粱。在20 世纪60~70年代三线建设时大蹩推广应用,跨度大 多在40 m以下,最大跨度112 m。当时的16锰桥 梁舔矮在铆接粱是霹叛觞,毽臻燕辁溽粱翻誊砉囊是 欠缺的。中国栓焊粱的跨度长期停留在双线铁路桥 80 m,单线铁路桥112 m,是少焊多栓的栓焊粱。九 {王大掭您双线铁路,4车遂公路。婺求跨度太子200 m的栓群粱。钢秘成了最大的问题。’
图4为丹东鸭绿江桥。丹东鸭绿江桥全长 944.2 ITI。共12孔,94.2 rll及62。5 m三等跨连续梁 各二联,设计载重L一27级,1943年建成通车,由日
围3钱塘江大桥 Fig.3 Qiantangjiang Bridge
图4丹东鸭绿江桥 Fig.4 Dandong Yalujiang Bridge
被藕舞期:2008-i0-29 作者简介:方糍汉(1925一),男,浙扭黄岩人,教授,博士研究生导师.中国王程院院士·E“mail:tiw@91.ehd.edu.ca。
万方数据
2
建筑科学与工程学报
2008年
圉1 郑州黄河铁路桥(单位:m) Fig.1 Zhengzhou Yellow River Railway Bridge(Unit:m)
材料、设计、制造、架设是相互因果.相互制约, 其中材料是越础,设计魁龙头,制造、架设是保诋。 2。2。l武汉天关潮天镑
图8为武汉天兴i!If|必桥。该桥跨度为98 m+ 108 m+504 r10.+108 m+98 m,桁宽30 nl,桁高 15。2 rn,3砖‘主掇,塔离终140强(上弦中心黛塔 预),车道为铁路4线(2线客运,2线货运),公路6
图3为钱塘江大桥。钱塘江大桥是中国自行设 计建成的一座现代化桥梁,正桥全长1 072 IT[,由16 孔跨度为65.84 121及2孔跨度为14.63 m的上承钢 板梁组成。茅以升先生任钱塘江大桥桥工处处长, 罗英先生任总工程师,但各主要工程还是由各洋行 承包。在半封建、半殖民地条件下,茅以升先生主持 了钱塘江大桥的修建,是中国人民的骄傲。1937年 7月,抗日战争爆发,该桥加速施工,1937年9月及 10月。铁路、公路相继通车,同年底战局恶化,于12 月23日该桥被炸毁。
O萼l 言
牲中国的铁路发展史中,钢拼是铁路桥梁的主 要形式n{]。l嚣孛国戆铁路锶携受裁予人,铁路揆粱 的用材靠进隐,设计靠谱方,铁路桥梁的施工技术及 施工机械还悬靠洋人。铁路桥梁的发展淡不上自 主,何谈翅薪。薪中嚣成立磊,中国铁路桥梁取褥快 速发展,但是建国初期的2座大型跨长巍的铁路桥 粱—~武汉长江大挢秘螽豪长凝太辑仍然有国努援 助的成分。随着中国经济的发展,尤其怒改革开放
了多焊少桧的焊接桥梁,为全焊无梭的铁路桥梁打
下了基碴秘l。缮疆、鞔纛、粱褒标蹇受麓予飞愆净
窝,编组站高程、通航净空、孔跨布鼹要顾及水文地
臌等因素。几座大跨铁路钢桥的具体参数见表l。
Tab,1
衰1 凡座大跨缓癌钢蘑豹翼嚣参数 Pafameters of Some Long-span Steel Railway Bridges
芜湖长江大桥为正桥全长2 193.7 m,茁跨为 180 ITI+312趣+180 m戆矮塔斜拉掺,如劲粱必锈 筋混凝土板与钢辫j粱结合共同受力的结合钢桁梁,
围7九江大桥
Fig.7 Ji蝴iang Bridge
开发了综合镶旎优异鹣|4锰镭辑粱键<14MnNbq),
实现了厚板(50 ram)焊接整体节点的栓焊梁,达到
国最长的一座铁路桥,全长3 015 m,共102孔,由 26孔跨度为31.5 m的下承钢桁梁与52孔跨度为 21.5 m的上承钢板梁组成。设计载重约合E一35级, 由法比公司承建,技术负责人沙多,1905年11月竣 工。1949年郑州解放时,该桥只能运行小机车,限 速5 km·h~。1960年新桥建成通车,老桥转为 备用。
厝,经过中豳无数工程技术人员的努力,中国铁路桥 梁逐渐摆麟了匿方入豹携搜,并始葳桥梁镳材、设诗 技术、施工技术、施工机械等方面加以革新.并取得 了§大残就。本文巾羧通过对不霹聪甥典型铁路螃 梁的介绍,揭示中国铁路桥梁发展的辛酸历程。
l建国前的典型铁路钢桥
在旧巾国,跨越黄河的铁路仅有2条。长江上无 蟒,靠轮渡遨江,那时有一定筑模的掺粱寥寥戈强。 圈1为郑州黄河铁路桥。郑州黄河铁路桥是当时中
图7为九江大桥。该桥正桥仝长1 806.7 m。主 跨为180 m+216 m◆180 m的剐性粱柔性拱+专门 开发了15锰钒氮桥梁锈(15MnVNq),焊谈稳箨最 大板厚度达56 mm及材质35 VB的大直径商强度 螺栓,建成了双线铁路、4车道公路的最大跨度达 216 m瓣捡浮梁。氇麓少簿多拴,获魏臻接镄辑逡塞 了新建铁路钢桥的历史舞台。
桥名 武汉大桥 南京人桥 九扛大桥 芜湖天桥
评述
最大跨度,刊 128
160
216
312 跨度逐新增大了
型号 钢 材 屈服强
度/MPa
避弱, CT3M
240
申嚣产, 印国产, 串鬻产,
16Mnq 1,SMnVNa 14№Nbq
3Βιβλιοθήκη Baidu0
450
350
中国产轿 粱钢选划 系列化
构造形式 铆接
铆接
栓簿蘩 (节点 栓接)